CN107157955B - 聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒制备方法 - Google Patents

聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及药物化学的合成领域，更具体地涉及制备从四氧化三铁、普鲁士蓝包裹四氧化三铁、油胺化、聚乙二醇化和最终的载药及各步骤的具体方法。聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒制备方法具体包括以下步骤：（1）利用碱性共沉淀法合成四氧化三铁，（2）普鲁士蓝包裹在四氧化三铁纳米粒子表面，（3）普鲁士蓝包裹的磁性纳米颗粒的聚乙二醇化，（4）采用薄膜水化法利用疏水作用将抗癌药物阿霉素运载到磁性复合纳米颗粒上。所得到的复合纳米药物递送系统具有靶向传递、高的药物上载量、良好的生物相容性等优点。

Description

聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒制备方法
技术领域
本发明涉及化学药物领域，具体涉及具有靶向作用及协同疗法的聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒制备与用途。
背景技术
阿霉素(Doxorubicin, DOX,别称：多柔比星;亚法里亚霉素等，化学结构式：C27H29NO11，CAS号：23214-92-8，相对分子量：543.52）。阿霉素是一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA 和DNA的合成，对RNA的抑制作用最强，抗瘤谱较广，对多种肿瘤均有作用，属周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。主要适用于急性白血病，对急性淋巴细胞白血病及粒细胞白血病均有效，一般作为第二线药物，即在首选药物耐药时可考虑应用此药。恶性淋巴瘤，可作为交替使用的首先药物。乳腺癌、肉瘤、肺癌、膀胱癌等其他各种癌症都有一定疗效，多与其他抗癌药联合使用。主要的毒性反应有，白细胞和血小板减少，约60%-80%的病人可发生；100%的病人有不同程度的毛发脱落，停药后可以恢复生长；心脏毒性，表现为心律失常，ST-T改变，多出现在停药后的1-6个月，及早应用维生素B6和辅酶Q10可减低其对心脏的毒性；恶心、食欲减退；药物溢出血管外可引起组织溃疡及坏死。另外，用药后尿液可出现红色。
光热治疗是一种纯物理治疗方法。主要利用物理能量对人体进行整体或局部加热，通过产热量使得肿瘤组织区域的温度上升到有效治疗温度，并维持一段时间，从而改变肿瘤细胞所处的微环境，抑制肿瘤血管形成和肿瘤细胞转移，并使其调亡、坏死，最终达到治疗肿瘤的目的。普鲁士蓝(PB)是一个典型的合成色素,已通过美国食品和药物管理局(FDA)在临床治疗放射性损害。最近,各种基于普鲁士蓝的治疗药物已经表明了有强的近红外光学吸收，可作为高效的光热治疗材料。然而，单一的治疗方法很难彻底的消灭肿瘤细胞，因此，由于协同作用，光热疗法与化疗的结合很有希望获得一种增强的抗肿瘤功效。
为了进一步提高治疗效果和减少不良副作用，针对肿瘤部位的特异性靶向作用也极具吸引性。磁靶向技术是一种已被证实的技术，可以将纳米复合材料传送到由外部磁场引导的肿瘤区域。超顺磁性Fe3O4纳米粒子被广泛应用于各种药物的磁性运输，以到达单个肿瘤细胞。因此，从PB、Fe3O4和DOX合成的纳米复合材料被认为是一个用于临床应用很有前景的药物递送平台。
发明内容
由于目前用于治疗肿瘤的药物递送载体其作用单一，生物相容性、降解性较差，本发明旨在合成一种具有较好生物相容性和降解性同时又能在磁靶向的作用下结合传统化疗方法和光热疗法的新型药物递送平台。
本发明的技术方案具体如下：
聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒，制备方法包括以下步骤：
（1）将一定摩尔比的二价铁盐和三价铁盐溶于去离子水中，加入浓盐酸，得到混合溶液；
（2）将步骤（1）得到的混合溶液逐滴加到氢氧化钠溶液中，在80°C条件下机械搅拌半个小时，冷却到室温后用一块强磁铁进行磁性分离，即可得到四氧化三铁磁性纳米颗粒，用去离子水洗涤三次；
（3）将步骤（2）所得到的四氧化三铁磁性纳米颗粒分散在K4 [Fe(CN)6]·3H2O溶液中，搅拌几分钟，当溶液变为墨绿色时缓慢滴加FeCl3溶液，继续搅拌5分钟，再用磁铁进行磁性分离，用去离子水洗涤，得到普鲁士蓝包裹的磁性纳米颗粒（Fe3O4@PB）；
（4）将步骤（3）得到的Fe3O4@PB水溶液加入到包含有油胺的甲苯溶液中，机械搅拌半个小时，离心除去溶液层，得到油胺化包裹普鲁士蓝的磁性纳米颗粒（OA-Fe3O4@PB）；
（5）将步骤（4）得到的OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液加入到溶有DSPE-PEG和疏水阿霉素(DOX)的三氯甲烷溶液中，旋转蒸发除去溶剂，加入pH=7.4的PBS缓冲溶液超声五分钟，得到聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒（Fe3O4@PB/PEG/DOX）。
进一步的，所述步骤（1）中的二价铁盐为七水合硫酸亚铁、氯化亚铁的一种或几种；所述步骤（1）中的三价铁盐可来自六水合三氯化铁、硫酸铁的一种或几种；所述步骤（1）中的二价铁盐与三价铁盐的摩尔比是1:1-1:3；所述步骤（1）中的浓盐酸摩尔浓度为12M,并与铁离子摩尔比为1:1-1:2。
进一步的，所述步骤（2）中的氢氧化钠溶液摩尔浓度为1.5M-3M。
进一步的，所述步骤（3）中的K4 [Fe(CN)6]·3H2O溶液PH=3，摩尔浓度为50mM；所述步骤（3）中的四氧化三铁磁性纳米颗粒浓度为1mg/mL，FeCl3溶液浓度为50mM。
进一步的，所述步骤（4）中的Fe3O4@PB纳米颗粒与油胺的质量比为2:1-1:2；所述步骤（4）中的Fe3O4@PB水溶液与包含有油胺的甲苯溶液体积比为1:10-1:20。
进一步的，所述步骤（5）中OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液的浓度为1mg/mL，OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液与溶有DSPE-PEG和疏水阿霉素(DOX)的三氯甲烷溶液的体积比为1:1；所述步骤（5）中阿霉素与DSPE-PEG质量比为1:1-1:5。
本发明主要优点有：
针对目前纳米药物载体存在的问题，本项目创造性地提出能够实现多种治疗方法协同治疗同时又具有较好生物相容性及靶向性的纳米药物递送平台。本项目中，四氧化三铁具有磁靶向功能，PB用于光热治疗，PEG能显著提高纳米递送系统的生物相容性，同时能实现pH响应的药物释放。整个纳米药物递送系统能有效提高治疗效果，减小对正常组织的毒害作用，解决纳米递送系统的靶向性和协同性等问题，实现肿瘤的高效治疗。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图：
图1为本发明实施例1磁性复合纳米颗粒（Fe3O4@PB/PEG/DOX）的合成示意图。
图2为本发明实施例1中磁性复合纳米颗粒的TEM图。
图3为本发明实施例1中磁性纳米胶束的DLS图。
图4为本发明实施例1中磁性复合纳米颗粒红外图。
图5、图6分别为本发明实施例1中不含有DOX和含有DOX的磁性复合纳米颗粒对HeLa癌细胞24h的体外毒性图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1 制备聚乙二醇化包裹聚多巴胺的载药磁性纳米颗粒
（1）Fe3O4@PB磁性复合材料的制备：将0.556g七水合硫酸亚铁和1.04 g六水合三氯化铁溶于5mL去离子水中，加入0.17mL浓盐酸，将混合溶液逐滴加到50mL 1.5M氢氧化钠溶液中80℃氮气保护下剧烈搅拌半个小时，自然冷却到室温后磁性分离用去离子水洗涤3遍，将Fe3O4纳米颗粒分散在PH=3，50Mm 的K4 [Fe(CN)6]·3H2O溶液中，搅拌几分钟，溶液变为墨绿色时缓慢滴加1mL FeCl3溶液，继续搅拌5分钟，磁铁分离，用去离子水洗涤，得到普鲁士蓝包裹的磁性纳米颗粒（Fe3O4@PB）。
（2）油胺化的Fe3O4@PDA的制备：1mL Fe3O4@PB水溶液(15mg/mL)加入到15mL包含有15mg油胺的甲苯中，机械搅拌半个小时，离心除去溶液层，得到油胺化包裹普鲁士蓝的磁性纳米颗粒（OA-Fe3O4@PB）。
（3）Fe3O4@PB/PEG/DOX的制备：将5mL OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液(1mg/mL)加入到5mL溶有5mg DSPE-PEG和0.5mg疏水阿霉素的三氯甲烷中，旋转蒸发除去溶剂，加入5mL pH=7.4的PBS缓冲溶液超声五分钟，得到聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒（Fe3O4@PB/PEG/DOX）。其透射电镜（TEM）见图2， TEM结果显示纳米颗粒直径约为122.7 ± 12.6 nm。其DLS图见图3，结果显示其水合粒径为144.5 ± 19.2 nm，稍微大于TEM的测试结果。其红外光谱见图4，结果显示Fe3O4、PB、PEG、DOX的特征峰在Fe3O4@PB/PEG/DOX上均存在，说明Fe3O4@PB/PEG/DOX已成功的合成。图5、图6分别是不含有DOX和含有DOX的磁性复合纳米颗粒对HeLa肿瘤细胞24h的体外毒性示意图，从图中可以看出通过不同的处理，对HeLa肿瘤细胞的毒性表现出一个很好的协同作用。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：
（1）将二价铁盐和三价铁盐按照1:1-1:3的摩尔比溶于去离子水中，加入浓盐酸，得到混合溶液；
（2）将步骤（1）得到的混合溶液逐滴加到氢氧化钠溶液中，在80℃条件下机械搅拌半个小时，冷却到室温后用一块强磁铁进行磁性分离，即可得到四氧化三铁磁性纳米颗粒，用去离子水洗涤三次；
（3）将步骤（2）所得到的四氧化三铁磁性纳米颗粒分散在K4 [Fe(CN)6]·3H2O溶液中，搅拌几分钟，当溶液变为墨绿色时缓慢滴加FeCl3溶液，继续搅拌5分钟，再用磁铁进行磁性分离，用去离子水洗涤，得到普鲁士蓝包裹的磁性纳米颗粒；
（4）将步骤（3）得到的Fe3O4@PB水溶液加入到包含有油胺的甲苯溶液中，机械搅拌半个小时，离心除去溶液层，得到油胺化包裹普鲁士蓝的磁性纳米颗粒；
（5）将步骤（4）得到的OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液加入到溶有DSPE-PEG和疏水阿霉素的三氯甲烷溶液中，旋转蒸发除去溶剂，加入pH=7.4的PBS缓冲溶液超声五分钟，得到聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒；
所述步骤（3）中的K4 [Fe(CN)6]·3H2O溶液PH=3，摩尔浓度为50mM；所述步骤（3）中的四氧化三铁磁性纳米颗粒浓度为1mg/mL，FeCl3溶液浓度为50mM；所述步骤（4）中的Fe3O4@PB纳米颗粒与油胺的质量比为2:1-1:2；所述步骤（4）中的Fe3O4@PB水溶液与包含有油胺的甲苯溶液体积比为1:10-1:20；所述步骤（5）中OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液的浓度为1mg/mL，OA-Fe3O4@PB甲苯悬浮液与溶有DSPE-PEG和疏水阿霉素的三氯甲烷溶液的体积比为1:1；所述步骤（5）中阿霉素与DSPE-PEG质量比为1:1-1:5。
2.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的二价铁盐为七水合硫酸亚铁、氯化亚铁的一种或几种；所述步骤（1）中的三价铁盐是六水合三氯化铁、硫酸铁的一种或几种；所述步骤（1）中的浓盐酸摩尔浓度为12M，并与铁离子摩尔比为1:1-1:2。
3.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹普鲁士蓝的磁性载药纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的氢氧化钠溶液摩尔浓度为1.5M-3M。
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